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Hortic Res | 西北农林科技大学关长飞/赵涛课题组发表四倍体德阳柿单倍型基因组

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IHRC2025 | 第十二届国际园艺研究大会第一轮通知


柿属Diospyros植物包含众多野生种和栽培种,例如君迁子Diospyros lotus L.)、油柿Diospyros oleifera、栽培柿Diospyros kaki等。栽培柿童期较长,通常需要5-8年才能开花结果,这限制了育种效率,给柿子的遗传改良带来了挑战。 “德阳柿”Diospyros deyangensis为四倍体野生柿,俗称“红花叶毛柿”,原产于四川省德阳市。该树种为多年生、雌雄异株的木本果树,具有显著的短童期特性,种子实生1-2年可开花结实,这一特性为柿子育种和遗传转化提供了良好材料。


2025年4月,Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学园艺学院关长飞/赵涛教授课题组题为Haplotype-resolved and chromosome-level reference genome assembly of Diospyros deyangensis provides insights into the evolution and juvenile growth of persimmon 的研究论文。


研究团队以国家柿种质资源圃保存的德阳柿为试材,联合使用高质量的PacBio HiFi、ONT Ultra-long和Hi-C测序技术,成功组装了四倍体德阳柿(2n=4x=60)染色体水平的高质量分型组装,组装后的基因组大小为3.01Gb,Scaffold N50为43.72 Mb;四套单倍型基因组大小分别为657.04 Mb,668.14 Mb,657.58 Mb和677.06 Mb;德阳柿基因组注释得到117,119个蛋白编码基因,其中四套单倍型基因组A,B,C和D分别注释得到29,398,28,585,29,264和29,872个基因。基于K-mer等多种分析方法得出四倍体德阳柿更可能为同源四倍体。通过比较基因组学分析,德阳柿在经历核心真双子叶植物所共享的全基因组三倍化事件后,经历了一次柿属植物所特有的全基因组加倍事件。研究团队还对63份代表11个地理多样性的柿属植物样本进行了重测序和聚类分析,发现乌柿和美洲柿是柿属植物中最早分化的物种;德阳柿与栽培柿Diospyros kaki以及其他柿属物种之间存在显著遗传分化,表明栽培柿可能并非由德阳柿直接驯化而来,经历了独立的进化路径。


此外,研究团队通过BSR-seq(Bulked segregant RNA sequencing)技术,在德阳柿中鉴定出与早花相关的基因DdELF4(EARLY FLOWERING 4),该基因在拟南芥中过表达导致其开花延迟,并下调了FT基因的表达,表明该基因在调控开花时间中发挥重要作用,为后续功能研究提供了参考。本研究为研究柿属植物的进化和遗传研究提供了重要的基因组资源,还为培育短童期柿子品种提供了遗传基础,对选育早花型柿子品种的育种计划具有重要价值。



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图1 德阳柿的形态特征及基因组组装

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图2 德阳柿的比较基因组分析


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图3 柿属植物的遗传结构分析

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图4 德阳柿早花候选基因的鉴定




西北农林科技大学园艺学院关长飞副教授(第一作者)赵涛教授为论文共同通讯作者,博士研究生刘云霄和草业与草原学院博士后李中兴为论文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金(32272672)、陕西省重点研发计划(2022NY-112)和陕西省创新能力支撑计划(2022PT-25)资助。同时该研究也得到了西北农林科技大学高性能计算平台的支持。




文章链接:
https://doi.org/10.1093/hr/uhaf001


转自公众号: 园艺研究